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中金 | 汽車零部件+液冷專題一:數據中心液冷長坡厚雪,UQD迎放量機遇

2025-09-24 07:55

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來源:中金點睛 中金研究

數據中心液冷方案趨勢明確,帶動液冷零部件需求增加。國內汽車零部件公司在汽車熱管理領域積累了泵、閥、冷板、控制器等核心部件的研發及量產能力,諸多零部件公司亦獲取了數據中心液冷訂單。我們開啟汽車零部件+液冷專題系列,重點提示在汽車熱管理與數據中心液冷技術協同背景下,汽車零部件公司拓展數據中心液冷業務,帶來的第二成長曲線機會。

AI芯片功耗增加推動數據中心液冷方案加速應用,核心部件快換接頭UQD景氣度提升。英偉達Blackwell、Rubin架構芯片功耗已超過1000W,突破了傳統風冷的散熱極限,使得液冷技術從可選方案變為必然選擇。快換接頭UQD作為液冷技術的關鍵組件,在液冷系統中實現冷卻液的安全連接和快速切換功能,確保數據中心運維的連續性和可靠性。受益於英偉達GB200機櫃向GB300機櫃升級,單機櫃的UQD用量可從108對躍升至252對,我們測算單機櫃UQD的價值量提升30%至7.7萬元。

為滿足大規模部署需求,UQD技術正朝着輕量化、標準化和盲插化演進。材料上,「塑料-金屬」混合方案及「純塑料」方案在保證性能的同時明顯降低重量和成本,成為重要創新方向。行業標準OCP提出統一的規格、性能標準,英特爾牽頭成立通用快接頭聯盟,解決了不同品牌產品互插互換的難題,提升運維便利性和系統可靠性。此外,能實現自動對接的盲插式(Blind-Mate)UQD因其能支持高效部署,已逐步被主流供應商採用。

國內供應鏈具備成本優勢,國產替代空間廣闊。當前UQD市場由Stäubli、Parker等海外巨頭主導,行業集中度高。部分國內供應商已成功切入英偉達等頭部客户供應鏈,憑藉成本優勢、更短的交付周期和敏捷的技術服務快速崛起。

風險

技術發展不及預期、行業競爭加劇、客户拓展不及預期。

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快換接頭UQD:液冷系統關鍵組件之一

液冷二次側關鍵部件,用量趨於增加

快速斷開接頭(Universal Quick Disconnect,UQD)是專為數據中心和高性能計算環境液冷系統設計的標準化流體連接器。它用於連接管路與冷板、manifold與機架,通過自動連接機制實現冷卻液的快速、安全流通。UQD作為Open Compute Project(OCP)標準的核心組件,由英特爾發起並在OCP社區內發展爲開放標準,旨在為液冷系統提供通用的無泄漏快速連接解決方案。隨着人工智能和高性能計算需求的快速增長,GPU芯片功耗從700W攀升至1000W以上,傳統風冷系統已無法滿足散熱要求,UQD作為液冷技術的關鍵組件,正成為數據中心熱管理的核心技術。

圖表1:數據中心UQD產品

資料來源:丹佛斯官網,中金公司研究部

圖表2:冷板式液冷UQD位置示意圖

資料來源:《冷板式液冷盲插快接頭解耦問題研究》,劉鑫寧等,2025,中金公司研究部

圖表3:UQD微觀結構示意圖

資料來源:OCP官網,中金公司研究部

UQD系列產品包含四種標準規格型號:UQD02、UQD04、UQD06和UQD08,分別對應不同的冷卻液流通量需求。隨着型號編號的增加,接頭的公稱直徑和流量能力也相應增大。UQD02對應1/8英寸規格,適用於低功耗設備的基礎液冷需求;UQD04對應1/4英寸規格,是數據中心服務器最常用的規格;UQD06對應3/8英寸規格,適用於高密度計算環境;UQD08對應1/2英寸規格,主要用於大功率GPU集羣和超級計算機等高散熱需求場景。各型號均嚴格遵循OCP標準規範,確保不同製造商產品間的互操作性。產品提供多種終端連接選項,包括ORB螺紋、BSPP螺紋以及推入式軟管連接,以適應不同的系統安裝需求。

圖表4:UQD產品型號梳理

資料來源:丹佛斯官網,中金公司研究部

液冷方案滲透率提升,推動UQD行業擴容

液冷技術在散熱效率方面遠超傳統風冷系統,為數據中心提供了更節能的熱管理解決方案。根據蘭洋科技數據,芯片熱功率已達風冷極限350W-400W,而液體導熱能力是空氣的25倍,同體積液體帶走熱量是空氣的3000倍,液冷技術憑藉顯著的物理優勢成為高功耗芯片散熱的必然選擇。根據NVIDIA和Vertiv聯合發佈的研究顯示,在高密數據中心中,IT負載從100%風冷轉型為75%液冷的方案時,服務器風扇用電量降低最多達到80%,總體使用效率(TUE)提高15%以上,每年可降低10%的能源成本。我們認為,隨着數據中心對能源效率要求的不斷提高以及碳減排壓力的增加,液冷技術的效率優勢將推動其在行業中的加速普及。

AI計算芯片功率的快速增長正在突破傳統風冷系統的散熱極限,迫使數據中心向液冷技術轉型。隨着數據中心芯片功耗不斷攀升,傳統風冷系統正面臨散熱能力的瓶頸,高功耗芯片對液冷技術的需求日益迫切。NVIDIA最新一代AI芯片功耗呈現顯著增長態勢,當前主流H100和H200均為700W,而新發布的Blackwell架構B200達到1000W,最高規格版本甚至可達1200W,密集部署的此類高功耗GPU集羣產生的熱量已經超出傳統風冷系統的處理能力,必須採用液冷等先進冷卻解決方案。我們認為,AI和高性能計算應用需求的增長,以及芯片功率密度的持續提升,將成為推動數據中心液冷技術滲透率快速提升的核心驅動力,預計未來幾年液冷將從當前的補充技術發展為主流散熱方案。

圖表5:風冷與液冷覆蓋功率範圍

資料來源:戴爾,中金公司研究部

圖表6:英偉達芯片架構及功率升級趨勢

資料來源:NVIDIA官網,GTC大會,中金公司研究部

液冷技術根據冷卻液與發熱設備的接觸方式不同,主要分為冷板式、浸沒式和噴淋式三種技術路徑。冷板式液冷是將換熱器直接貼合發熱部件放置散熱的技術,採用微通道強化換熱手段,具有較高的散熱性能,作為非接觸式液冷,冷卻液並不直接接觸發熱設備,而是通過接觸冷板運輸熱量,系統主要由冷卻塔、CDU、一次側及二次側液冷管路、冷卻介質、液冷機櫃組成。浸沒式液冷是將發熱設備浸沒在冷卻液體里實現散熱的技術,IT設備浸沒在礦物油、硅油、氟化液等不導電液體中,該技術採用發熱設備與冷卻液體充分接觸的方式,接觸面大,換熱效率高,能夠實現較低的功耗,以冷卻液是否發生相變又分為單相和兩相浸沒式液冷。噴淋式液冷是將冷卻液直接噴灑於發熱器件實現控温的技術,系統包含管路系統、布液系統、噴淋模塊、回液系統等,節能效果弱於浸沒式液冷,是三種路徑中運行維護最複雜的系統。

圖表7:不同液冷技術的對比圖

資料來源:《冷板式液冷數據中心研究與應用》,張鋭,2024,中金公司研究部

從技術特性對比來看,三種液冷方式各有優劣,冷板式液冷有望短期內成為主流路線。冷板式液冷在可維護性、空間利用性、兼容性等方面表現優秀,由於冷板式液冷起步較早,具有先發優勢,技術成熟度高,實際應用場景廣泛。根據CDCC測算數據,冷板式液冷在TCO成本方面具備明顯優勢,30kW機櫃下風冷、冷板式液冷、單相浸沒式每ITkW/月的TCO成本平均分別為1229元、1057元、1204元,冷板式液冷成本最優。在部署運維方面,根據CDCC發佈的《冷板級液冷服務器設計白皮書》,冷板式液冷機房設備重量較浸沒式可降低68%-75%,體積方面可維持傳統機房尺寸不變且不需要獨立運維空間,對改造要求較低。浸沒式液冷雖然換熱效率更高,但可維護性和兼容性較差,且設施需要重新安裝。噴淋式液冷運行維護複雜,維護時易破壞服務器原有密封結構,應用範圍有限。我們認為,冷板式液冷憑藉部署運維簡單、TCO成本優勢和產業鏈成熟等特點,短期內成為主流液冷方案。

圖表8:冷板式液冷系統TCO分析

資料來源:CDCC,中金公司研究部

隨着數據中心機櫃功率提升,液冷散熱模組中UQD用量增加。以英偉達GB200 NVL72為例,GB200液冷機櫃中單個計算托盤配備6對UQD,每個機櫃包含18個計算托盤,共108對用於計算單元的UQD。GB300由於機櫃功率提升,散熱方案在冷板、管路、UQD等各個環節都有升級:由兩塊GPU共享一塊冷板升級為每塊GPU有單獨的冷板,單個計算托盤內冷板數量翻倍,UQD用量也提升至14對,每個機櫃18個計算托盤對應252對UQD。我們測算隨着機櫃方案升級,單機櫃UQD的價值量提升至7.7萬元,同比提升30%。

圖表9:GB200液冷模組

資料來源:企業存儲技術公眾號,中金公司研究部

圖表10:GB300液冷模組

資料來源:灝域公司官網,中金公司研究部

圖表11:UQD數量及價值量測算

資料來源:英偉達公司公告,川環科技公司公告等,中金公司研究部

潛在技術路線分析:輕量化、標準化、盲插化

塑料方案嶄露頭角,實現接頭輕量化

多家供應商推出高性能塑料方案。OCP行業標準在UQD產品規範中規定了產品尺寸、壓力/温度/流量/冷卻液兼容性等指標,並沒有規定產品的材料,為行業提供了材料創新的可能性。行業當前主流的UQD材質均為金屬材料,主要系不鏽鋼材料具備良好的耐腐蝕性和耐高温性,且具備耐久性和抗磨損等諸多優勢。但同時,金屬材料重量較重、成本較高也成為行業痛點。得益於高分子熱塑性塑料在輕量化方面的優勢,諸多行業公司如CPC、Parker推出了「塑料+金屬」解決方案,插頭本體仍保持不鏽鋼設計,殼體部分採用塑料材料。這種結構在保持輕便性的同時,提供較好的機械強度和耐用性:塑料部分減少了重量,而不鏽鋼部分增加了結構的穩固性和耐用性。

·       輕便性:熱塑性塑料通常比金屬輕,降低了產品的重量,適用於需要減輕負擔的應用。

·       耐腐蝕性:高性能聚合物具有良好的耐腐蝕性能,可以避免因化學品暴露導致的損壞。

·       易操作性:通過人體工學設計、顏色區分,可實現單手操作,易於安裝。

·       防泄漏性:塑料接頭延續了傳統接頭的防泄漏特性,密封性能好。

「塑料-金屬」混合結構不僅能降低產品重量和製造成本,還具有優良的耐腐蝕性和絕緣性能,易操作性高,在需要顯著減輕系統連接件重量或追求更高性價比快速接頭的液冷應用場景中具有廣闊的應用前景。

圖表12:Parker與CPC塑料接頭產品及其優勢

資料來源:公司官網,中金公司研究部

國內塑料接頭企業亦佈局相關產品,加速國產替代。目前,國內UQD廠商溯聯股份已經佈局塑料接頭領域。溯聯股份專注於汽車用塑料流體管路產品及其零部件設計、研發、生產及銷售,其主要產品為塑料快速接頭和緊固件等,在塑料、橡膠領域積累深厚。2025年上半年,溯聯股份陸續佈局了UQD多項專利,包括偏差盲插接頭、純塑料接頭、降低漏液的專利佈局、防解鎖結構設計等,技術儲備完善。

圖表13:溯聯股份塑料接頭產品及其專利佈局

資料來源:國家知識產權局,中金公司研究院

行業推動產品標準化,盲插接頭符合行業發展趨勢

UQD標準化最初起源於英特爾在開放計算項目(OCP)框架下的推動,旨在解決數據中心液冷系統快接頭缺乏統一標準的行業痛點。英特爾早在2019年就在OCP社區內發起UQD標準倡議,聯合業界制定了Universal Quick Disconnect UQD Specification Rev 1.0規範,統一了快接頭的關鍵機械尺寸和基本性能要求,確保不同廠商的快接頭在物理接口上能夠實現兼容。該標準作為開放標準發佈后,包括丹佛斯、CEJN、Stäubli、CPC等在內的國際主要流體連接器廠商紛紛推出符合OCP UQD規範的產品,初步解決了快接頭接口統一化問題。然而,早期的OCP標準主要聚焦於機械尺寸的統一,在密封性能、流量特性、材料兼容性等方面仍存在廠商間的差異,導致不同品牌產品雖然能夠物理連接,但在實際應用中的互換性和可靠性仍有待提升。

圖表14:OCP標準中對於温度、壽命、流量等不同指標的要求

資料來源:OCP官網,中金公司研究部

2025年8月,英特爾正式成立通用快接頭互插互換聯盟,標誌着UQD標準化進入新的發展階段。該聯盟首批認證合作伙伴包括英維克、丹佛斯、立敏達科技、藍科電氣和正北連接五家液冷生態供應商,經過一年時間對250種樣品進行32次測試項目、上千次測試驗證,最終實現了跨品牌UQD產品的真正互插互換。與早期OCP標準僅統一機械尺寸不同,英特爾聯盟通過深入的兼容性測試發現並解決了彈簧軟硬程度、壓縮間距、密封圈材料等關鍵參數差異導致的互換問題,制定了更為嚴格的互換測試標準和流程。英特爾數據中心與人工智能集團副總裁兼中國區總經理陳葆立表示,該聯盟的成立有效解決了行業痛點,讓液冷從「可用」向「好用」轉變,為液冷技術規模化部署奠定了堅實基礎。我們認為,這一標準聯盟的建立將顯著降低數據中心運維複雜度,提升系統可靠性,推動液冷產業鏈的成熟發展。

圖表15:英特爾通用快接頭互插互換聯盟

資料來源:英特爾官網,中金公司研究部

盲插式UQD代表着數據中心液冷技術的未來發展趨勢,其在自動化程度、運維效率和系統可靠性方面相比非盲插式產品具有明顯優勢。根據連接操作方式的不同,UQD可分為盲插式(Blind Mate)和非盲插式(Hand Mate)兩大類型,兩者在連接機制和應用場景上存在本質差異。盲插式UQD(UQDB)採用自動連接機制,能夠在不需要精確對準的情況下實現快速連接,具備±1毫米徑向失調容差,設計上更為複雜但操作效率更高。相對而言,非盲插式UQD更注重連接的準確性和穩定性,連接時需要確保接頭的精確對準以保證良好的密封性能,結構相對簡單但對操作人員的施工技巧和經驗有一定要求。盲插式產品主要應用於空間緊湊或對操作便捷性要求較高的液冷機櫃場景,能夠減少因對準困難導致的時間浪費。

圖表16:手插(左)與盲插(右)對比圖

資料來源:丹佛斯官網,中金公司研究部

►      在自動化程度方面,盲插式UQD減少人工干預需求,系統可實現最大運行時間和服務連續性,而非盲插式產品仍需要技術人員進行手動操作。

►      在運維效率方面,盲插式產品能夠顯著縮短連接時間並減少人為錯誤風險,特別適用於高密度數據中心環境。

►      在系統可靠性方面,盲插式產品通過自對準功能和耐久性設計減少了人為操作失誤和機械損壞風險,而非盲插式產品對操作技巧要求更高。

我們認為,隨着數據中心向智能化、自動化方向演進,以及AI和高性能計算對運維連續性要求的不斷提高,盲插式UQD將逐步成為主流選擇,而非盲插式產品將主要用於對成本敏感或技術要求相對較低的應用場景。

競爭格局分析:國產替代空間廣闊

目前UQD市場為海外廠商主導,市場集中度較高。全球範圍主要UQD製造商包括Parker Hannifin、Danfoss、CEJN、Staubli、Colder Product Company (CPC)、Koolance、Envicool (英維克)和JONHON(中航光電)等,以海外企業為主。根據GII數據,2024年全球前三大供應商佔據約39%的收入,行業集中度較高。從國內市場來看,目前中國液冷連接器市場呈明顯的梯隊分佈:第一梯隊由國際廠商Parker、Danfoss等主導,技術成熟,主要佔據高端市場;第二、三梯隊為中航光電、英維克等中國廠商,雖起步較晚但發展迅速,正逐步拓展海內外市場份額。根據頭豹研究院數據,2024年中國液冷連接器行業中,Staubli佔比約30%、Parker佔比約15%、中航光電佔比約15%,CR3超50%,CR5超70%,集中度較高。

海外企業進入市場的時間較早,具有技術優勢和先發優勢。代表性企業如Staubli成立於1892年,於20世紀中期即進軍連接器領域,目前已完成全球佈局;Parker Hannifin成立於1917年,長期從事流體連接器生產,2024年推出NSAC、NSEC和NSIC系列UQD。悠久的發展歷史使海外企業在技術、渠道、客户上均具有較高的成熟度。UQD行業進入壁壘較高,有嚴格的技術壁壘(泄露率、耐壓性等要求)、認證壁壘,根據PW Consulting研究,前五大UQD企業擁有超過60%的知識產權,頭部海外企業在技術方面先發優勢明顯。

國內UQD行業迅速發展,英維克、中航光電等國內企業逐漸崛起。中國液冷連接器行業從本世紀初開始萌芽,前期主要服務於航空航天、特種等傳統高散熱行業,后隨着數據中心、新能源汽車等行業的飛速發展,液冷連接器逐漸擴展到民用領域。2021年至今,UQD進入標準化與國際化發展新階段,《綠色數據中心政府採購需求標準(試行)》《算力基礎設施高質量發展行動計劃》等文件的發佈進一步推動了UQD的發展和應用。目前中航光電、英維克、高瀾股份強瑞技術等國內UQD廠家發展迅速。

全球UQD短缺提供機遇,響應速度+價格優勢助力國產替代持續滲透。2024年以來,數據中心發展迅速,由於其大量採用液冷技術,帶來UQD需求激增,全球產能無法跟上,帶來短期缺貨和漲價潮。歐美廠商擴產意願有限,因此許多服務器廠商開始加速驗證和導入國產UQD產品,帶來國內UQD市場的迅速發展。國內廠商相較國外廠商具有響應快、產品成本低、技術迭代快等優勢。對於中國服務器廠商而言,國內供應商能提供更短的交付周期和更及時的本土化技術支持,具備本土化優勢。與此同時,國內廠商產品質量及技術快速發展,達到國際領先標準。我們預計,國內供應鏈機遇+硬實力兼具,國產替代成為中國UQD市場發展趨勢。

風險提示

技術發展不及預期。UQD產品朝輕量化、標準化方向發展,如果塑料接頭在下游客户中的驗證節奏不及預期,下游客户仍有可能保持金屬方案,導致新技術的應用不及預期。

行業競爭加劇。當前市場份額集中在海外供應商,國內供應鏈正在加速國產替代,有可能導致行業競爭加劇,使得行業盈利能力下降。

客户拓展不及預期。數據中心液冷的下游客户以國內外頭部的科技公司為主,特別是英偉達產業鏈以海外為主,國內供應商突破海外客户有可能會遇到阻力,導致客户拓展不及預期

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文章來源

本文摘自:2025年9月19日已經發布的《汽車零部件+液冷專題一:數據中心液冷長坡厚雪,UQD迎放量機遇》

鄧學  分析員 SAC 執證編號:S0080521010008 SFC CE Ref:BJV008

任丹霖  分析員 SAC 執證編號:S0080518060001 SFC CE Ref:BNF068

荊文娟  分析員 SAC 執證編號:S0080523010002

司穎  分析員 SAC 執證編號:S0080524060010

責任編輯:石秀珍 SF183

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